風機水泵節能設備

　　變頻風機水泵節能控製係統

　　在（zài）通風或供（gòng）水係統中，風機和水泵的功率都是根據最大流量來選擇（zé）的，但實際使用中流量隨各種因素而變化（如季節、溫（wēn）度、工藝、產量等等），往往比最大流量小的多。要減少（shǎo）流量時，通常情況下隻能調節擋板或閥門的開度，即通過關小和開大閥門/擋板的開度來調節流量。閥門控製法的實質是通過改變管網阻（zǔ）力大小來改變流量（liàng），而這種控製方式當所需（xū）流量減少時，壓力反而會增加，故軸功率的降低有限，此時，過剩的風機、水泵功率將（jiāng）導致壓力增加造成很大（dà）的能量損耗。

　　一、概（gài）述（shù）：眾所周知，風（fēng）機是（shì）應用量大、應用麵廣的通（tōng）用性機械，與風（fēng）機配套用的電機耗用電量約占全（quán）國總發電量的20%。因此在鼓風機、引（yǐn）風機等風機類設備上，推廣（guǎng）節（jiē）能技術，取代落後的檔風板或閥門載流調（diào）節方式，使風機始終處於科學、經濟（jì）運行狀態，提高企業綜合經濟效益和（hé）社會效益，具有十分（fèn）重要的意義。

　　傳統風機流量的設計均以最大風量需（xū）求（qiú）來設計，其調整方式采用檔板、風門、回流、起停電機等方式控製，無法形成閉環回路控（kòng）製，也較不考慮省電的觀念。電氣控製采用直接或Y-△起動，無法具有軟起動的功能，機（jī）械衝擊（jī）大，傳動係統壽命短，震動及噪音較大，需要的電（diàn）源容量（liàng）大，功率因數較低等是其主要的問題點。

　　從（cóng）流體力（lì）學原理得知，風機風量與轉速及（jí）電機功率相關。當風量減少風機轉速下降時，其電動機（jī）輸入功率迅速降低。例如風量下降到80%時，轉速（sù）也下降到80%，其軸功率則下降到額定功率的51%；若風量下（xià）降到50%時（shí），軸功率將下降到額定功率（lǜ）20%。采用變頻調速，改變風（fēng）機電動（dòng）機的輸入頻率從而改變電動機、風機轉速，達到調節空氣流量的目的，既滿足生產工（gōng）藝變化的要求，又節省電能，是一舉（jǔ）多得的最佳措施。

　　二、節電原理

　　任（rèn）何利用交流感應電動機作為（wéi）電力傳動方式的生產機械，電動機的功率是（shì）按最大負荷（hé）期額定負荷選擇的。而工作時絕大部分不能滿載運行，電動機工作於滿電壓、滿速度而負載很小，也會有很多時間空載運行（háng），由（yóu）電機（jī）設計和運行特性（xìng）可以知道（dào），電動機隻（zhī）有運行在滿載時才是效（xiào）率最高（gāo）、功率因數COS￠最（zuì）佳狀況,輕載時降（jiàng）低（dī），空載時甚至降到0.3以下，造成（chéng）許多不必要的電能損耗。現（xiàn）在采用檢測負載大小的方法，根（gēn）據負載（zǎi）的減少（shǎo），適當降低定子電壓可以提高效率，這是因為當輕載、空載時定子電流有功分量很小，而主要是勵磁的無功（gōng）電（diàn）流，因（yīn）此COS￠很低，而空載損耗中占主（zhǔ）要成份的是定子滿電壓的鐵損耗，一點沒有減少，所以效率很低。如果適（shì）當降（jiàng）低定子電（diàn）壓，見電機定（dìng）子感應電勢公式：

　　U1≈E1=4.44F1N1KN1￠m

　　其中: U1—定子（zǐ）每相繞組串聯匝數（shù）；KN1由於輕（qīng）載、空載時定子電流很小，可以忽略定子繞組（zǔ）的漏阻抗壓降，所以U1≈E1，當其他條件不變時，降低定子電（diàn）壓U1，則￠m比例下降,也即勵磁（cí）無功電流IM也成比例下降，這樣（yàng）定子電流中的無功分量減少了，COS￠就提高了，適當控製可以接（jiē）近（jìn）最（zuì）佳值。另外，其他條件不變，定（dìng）子鐵（tiě）耗：PFel= pFeIN ×(U1/ UIN)2

　　其中：PFel—定子鐵耗；pFeIN —定子額定鐵耗（hào）；

　　UIN —定子額定端電壓。

　　可以看出，隨著U1下降，PFel以平方比例迅速（sù）下降，這樣輕載、空載時占主要損耗的鐵耗大量減少，使電機的運行效率大大提高（gāo），這就是輕載降壓節電的道理。

　　調速節能

　　根據可變速機械的（de）相似定理：

　　Q∝n；M∝n2；P∝n3；

　　其中：Q—流體的流量；n—風機、泵的軸轉速；

　　M—軸轉矩；P—軸功率。

　　通常需要改變負載（zǎi）時，是用檔板或（huò）閥（fá）門調（diào）節（jiē），這時（shí）輸入功率變化不大，大量能量以壓差的形式損（sǔn）耗在檔板、閥門上了，不（bú）僅能耗大而（ér）且檔板、閥門（mén）磨損易壞，噪聲也大。由上麵公式可見，隻要改變n，測流量Q成比（bǐ）例變化，達到調節Q的目的，而軸功率可大大減（jiǎn）少，如Q＇=1/2，則P＇=1/8×P，軸上功率僅為額定時的12.5%，還能節能（節電）80%以上，當然這是理（lǐ）想的，考其他因素（sù），節能率要小些（xiē）。另外（wài），即使對於許多“恒轉速”性質的（de）機（jī）械，如活塞式空壓機等，用調速改變負載，也有明顯的節能效果，這是因為降速後（如用變（biàn）頻調速（sù））電（diàn）機和生產機械的多種損耗都隨轉速風速下降，效率都比機械方法有很大提高。

　　軟起（qǐ）動節能

　　通常感應電動機采用直接（jiē）接入電網（wǎng）起動的方法，電動機的起動電流為額定時的5~7倍不僅（jǐn）損耗大，對電網衝擊也大，機械磨損，振（zhèn）動都大，如果用（yòng）變頻調速起動，可以將起動電流（liú）限製到很小，如果滿載起動，也隻要比額定電流稍大（dà）就可以了，這樣（yàng）起（qǐ）動損耗大大（dà）降低，既不（bú）衝擊電（diàn）網，又不衝擊（jī）機械。

　　功率因數COS￠改善的好處

　　采用變頻調速，由於變（biàn）頻器中有直流電容器（qì）的隔離作用，使輸入的功率因數接近於電動機的勵磁（cí）無（wú）功電流由電容器提供（gòng），這樣可以節省很大的一（yī）塊電網容量，一（yī）般可節省30%左右，所以很多大型企業中大容量設備進行變頻調速改造後，可以增加不少新設備而不需擴容。

　　三、產品特點

　　* 節省電能，降低能源消耗，節約生產成本，節（jiē）電率達到20%以上。

　　* 提高（gāo）電網功率因數，節省就地補償（cháng）裝置，電網功率因數可較大幅（fú）度的提高。

　　* 平滑啟動，消（xiāo）除啟動時的大電流衝擊，啟動時電機電流（liú）可限製在（zài）其額定電流的120%以內。

　　* 減輕電機軸承等運動（dòng）部件（jiàn）的磨損程度，延長其使用壽命。

　　* 具有完善的保護和自保護功能保（bǎo）證設（shè）備安全運行。

　　* 設備故障率下降，可靠（kào）性提高，減少備品備件消耗，降低維修成本。

　　* 數碼智能控製，具有強大的自（zì）變功能，適時動態調節，自動適應負載工況的變化，無需人工調整。

　　* 市電、節電切換，風機、空（kōng）壓機（jī）、水泵智能控製節電器具有（yǒu）完善的市電、節電轉換（huàn）功能，特殊情況（kuàng）下，節電調速（sù）器發生故障，可以切換到市（shì）電運行，不會影響設（shè）備的正常運行。

　　四、適用範圍

　　該產品廣泛用於工業、供暖鍋爐、水泥廠爐窯、煤礦（kuàng）、冶金行（háng）業（yè）高（gāo）爐、轉爐、化肥廠、製藥廠、汙（wū）水處理廠（chǎng）、油田、石油化工廠、紡織機械、自來水供水公司及空（kōng）壓機和中央（yāng）空調等行業、企業和場合的離心式風機、軸流（liú）風機、蘿茨風機、空氣壓縮機、離心泵、潛水泵、循環泵（bèng）、潛水泵、輸油（yóu）泵、高壓注（zhù）水泵等設備的變頻調速及流量（liàng）、流速和（hé）壓力調節控製等。